Để đánh giá và so sánh độ tin cậy truyền tin giữa giao thức đề xuất với IEEE 802.11g sử dụng ARQ, hai thông số được phân tích và so sánh trong nghiên cứu này là: (1) hiệu suất truyền [r]
(1)TỐI ƯU ĐỘ TIN CẬY TRUYỀN DỮ LIỆU CHO HỆ THỐNG NUÔI TÔM
DỰA VÀO NỀN TẢNG KẾT NỐI VẠN VẬT
A NEW SCHEME FOR INTERNET OF THINGS BASED SHRIMP FARMING SYSTEMS
TO IMPROVE RELIABLE DATA FORWARDING
Nguyễn Xuân Sâm, Nguyễn Hồng Sơn
Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng; samnx@ptithcm.edu.vn
Tóm tắt - Ứng dụng kết nối vạn vật trở nên cấp thiết xu hướng phát triển tất yếu cho nông - ngư nghiệp cách mạng công nghiệp lần thứ tư Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả đề xuất giao thức lai việc cho phép nút trung gian tham gia vào q trình chuyển tiếp gói mang thông tin để giám sát cảnh báo cho người quản lý đầm nuôi tôm, dựa chuẩn EEE 802.11 sử dụng thiết bị cảm biến có sẵn thị trường Việc đề xuất đảm bảo gói thơng tin truyền từ nguồn có tối đa hội đến điểm đích điều kiện mơi trường truyền thay đổi khác Nghiên cứu nhóm tác giả đánh giá hai thơng số hiệu suất truyền gói tin độ trễ truyền gói tin trung bình từ điểm nguồn đến điểm đích Thực thi mơ cho thấy hệ thống đề xuất cho kết tốt hệ thống khơng sử dụng mơ hình chuyển tiếp
Abstract - The Fourth Industrial Revolution is offering great opportunities to smart agriculture solutions and internet of things which is now common trends In this paper, we propose a new scheme to improve reliable data forwarding internet of things based shrimp farming systems by combining relay communications and automatic repeat request mechanism of IEEE 802.11 By this way, there would be a better chance for forwarding packets from a source node to the destination node in fading and shadowing environment Our experimental results show that the proposed scheme provides a better performance than non-assisted relay communications of IEEE 802.11 in terms of the packet delivery ratio and average end-to-end delay
Từ khóa - hệ thống ni tơm (HTNT); kết nối vạn vật (KNVV); độ tin cậy (ĐTC); hiệu suất truyền gói tin (HSTGT); thời gian trung bình truyền gói tin (TGTBTGT)
Key words - shrimp farming systems (SFS); Internet of Things (IoT); reliable communications (RC); packet deliverry ratio (PDR); end-to-end delay (E2ED)
1.Mở đầu
Hiện nay, nhu cầu ứng dụng kết nối vạn vật (KNVV) nông - ngư nghiệp xu hướng tất yếu Việc có ý nghĩa đặc biệt xuất khẩu thủy sản trở thành ngành kinh tế dẫn đầu cho xuất khẩu phát triển kinh tế ở nước ta Tuy nhiên, thách thức ngành dịch bệnh, mà nguyên nhân chủ yếu đến từ việc thay đổi nhiệt độ, độ mặn độ pH của nước đầm nguyên nhân tự nhiên nhân tạo gây
Việc ứng dụng KNVV để tự động hóa q trình phát hiện, cảnh báo điều chỉnh thiết bị cho hệ thống nuôi thủy sản bơm thức ăn, thiết bị đóng mở dịng nước, v.v…, khơng góp phần tăng suất mà cịn hạn chế việc thay đổi số bất thường ảnh hưởng đến sinh trưởng của lồi thủy sản Vì vậy, nhóm tác giả dành quan tâm đặc biệt cho phát triển nghiên cứu ứng dụng KNVV nhằm thu thập thông tin, đưa cảnh báo thay đổi nhiệt độ của nước ngưỡng pH đầm tôm, nhằm giảm thiểu rủi ro cho đầm tôm
Trong báo này, biểu diễn mơ hình của đầm ni tơm nhóm tác giả minh họa Hình Mơ hình cắt thành ba lớp, lớp thứ bao gồm thiết bị cảm biến không dây có tích hợp đầu đo pH nhiệt độ Lớp thứ hai bao gồm điểm truy cập đóng vai trò cổng vào kết nối với Internet để chuyển tiếp liệu thu thập từ thiết bị cảm biến đến trung tâm thu thập liệu thiết bị theo dõi đầu cuối Lớp thứ ba gồm trung tâm quản lý liệu bao gồm người quản lý đầm tôm, trung tâm tư vấn phân tích, trung tâm hỗ trợ dịch vụ chăm sóc thủy sản Cấu trúc ba lớp sử dụng phổ biến nghiên cứu gần [1]
Mặc dù cấu trúc ba lớp cung cấp kết nối
thông suốt từ thiết bị cảm biến đến người quản lý cho phép hệ thống thu thập liệu thay đổi tức thời người dùng nhận cảnh báo lúc nơi Tuy nhiên, vấn đề đặt độ tin cậy của thông tin nhận để người sử dụng đưa định thay đổi trạng Ví dụ, có thơng tin cảnh báo q ngưỡng pH ảnh hưởng đến sinh vật, việc thải nước có độ pH cao bơm nước vào cần thiết Quyết định ảnh hưởng đến tồn vong của sinh vật đầm mà thay đổi kế hoạch sản xuất
Hình Mơ hình đầm ni tơm dựa vào KNVV
(2)gói tin đảm bảo việc truyền gói tin có độ trễ thấp Trong báo này, nhóm tác giả đề xuất giao thức lai ghép việc cho phép nút trung gian tham gia vào trình nút nguồn gửi gói tin đến nút đích cho HTNT Việc đảm bảo gói tin truyền từ nguồn có tối đa hội đến điểm đích điều kiện môi trường truyền thay đổi khác Nghiên cứu của nhóm tác giả đóng góp số nội dung sau:
Sử dụng giải mã chuyển tiếp (DaF) để lựa chọn tập nút chuyển tiếp Khác với nghiên cứu trước đây, nhóm tác giả lựa chọn ngưỡng tỷ số tín hiệu nhiễu SNR quan hệ SNR tỷ số bit lỗi BER hệ thống nhóm tác giả thiết kế Việc khơng có khả năng giảm thiểu việc tranh chấp sử dụng kênh truyền mà còn tạo tập nút có độ tin cậy cao tham gia vào q trình chuyển tiếp thơng tin
Nhóm tác giả bổ sung gói NACK cho việc thơng báo nút đích khơng tiếp nhận thành cơng gói tin gửi trực tiếp từ nút nguồn kích hoạt q trình chuyển tiếp gói tin từ nút chuyển tiếp Thêm vào đó, nhóm tác giả đề xuất việc chọn nút chuyển tiếp dựa vào việc sửa đổi gói tin có sẵn tiến trình thuật tốn tránh xung đột CSMA/CA trong giao thức chuẩn IEEE 802.11
Phần lại của nghiên cứu tổ chức sau: Phần hai mô tả nghiên cứu liên quan gần đây; Phần ba mơ tả khung lý thuyết, mơ hình tốn học, thuật tốn phân tích giao thức đề xuất; Phần bốn mơ tả cấu hình mơ phỏng, đánh giá phân tích kết quả mơ phỏng; Phần năm kết luận đề xuất hướng cho nghiên cứu 2.Các nghiên cứu liên quan
Nghiên cứu [2] nguồn nước cho khu vực nuôi trồng thủy sản bị tác động mạnh tác động của yếu tố tự nhiên nhân tạo Các thông số bị thay đổi đầm nuôi thủy sản biên độ dao động nhiệt độ, độ pH, v.v…, việc theo dõi chất lượng nước thông qua việc giám sát thông số cần thiết để giảm thiểu nguy xuất bệnh cho loài thủy sản Gần đây, hệ thống theo dõi thông số đưa vào sử dụng rộng rãi đầm nuôi tôm ở ven biển Trung khu vực đồng sông Cửu Long
Bảng Tiêu chuẩn chất lượng nước ao nuôi tôm [3]
Chất lượng nước
Giới hạn
thích hợp Mức độ gây độc
Yếu tố ảnh hưởng
pH - < > 11 tôm chết; - – 11, tôm chậm lớn
Dư thừa thức ăn, mật độ tảo, pH của đất, mưa Nhiệt độ 22 - 32
< 14 > 35 tôm chết; 14-18 tôm bỏ ăn; 18-25 chậm lớn
Mùa vụ
Trong nghiên cứu [3], thông số bản cho tiêu chuẩn chất lượng nước đề xuất Bảng Các thiết bị cảm biến có đáp ứng đầy đủ thông số khảo sát Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu đầy đủ việc đưa định hỗ trợ như: xác định lượng nước cần bơm vào rút khỏi đầm, điều chỉnh lượng thức ăn tránh tác động gây hại lên chất lượng nước đầm Trên thực tế, yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước đầm đa dạng Để giảm độ
phức tạp cho nghiên cứu này, có hai tham số xem xét, độ pH nhiệt độ
Trong hệ thống cảnh báo phổ thông dựa vào tảng KNVV đề xuất sử dụng nay, thiết bị cảm biến đầu cuối sử dụng lõi điều khiển Arduino Uno dựa vi điều khiển Atmega 238P [4], liên kết không dây sử dụng cho truyền liệu giám sát độ pH nhiệt độ sử dụng mô-đun không dây EPS8266 [5] chuẩn IEEE 802.11b/g/n [6] Cấu hình mạng ở lớp thứ mơ hình dùng để liên kết điểm thu thập thông tin cảm biến (nút nguồn) điểm chuyển tin hệ thống giám sát (nút đích) qua mạng Internet lớp thứ thường mạng hình Ưu điểm của cấu trúc đơn giản việc triển khai hệ thống Tuy nhiên, cấu trúc chưa khai thác đầy đủ khả hợp tác của nút mạng mà không đảm bảo đầy đủ chất lượng cho việc truyền gói tin, chất lượng kết nối trực tiếp từ nút nguồn đến nút đích bị tác động của điều kiện tự nhiên gió, dao động của mặt nước
Để đảm bảo độ tin cậy cho việc chuyển gói tin gói tin thơng báo pH nhiệt độ từ nút nguồn đến nút đích, chuẩn IEEE 802.11b/g/n [6] sử dụng kỹ thuật ARQ FEC lớp MAC để phát lỗi q trình truyền Trong hệ thống có kích cỡ gói tin nhỏ, lượng khả xử lý hạn chế, ARQ thường sử dụng Trong kỹ thuật ARQ, nút nguồn khơng nhận gói tin ACK sau gửi gói tin cho nút đích, nút nguồn truyền lại gói tin sau khoảng thời gian chờ Phương pháp cải thiện độ tin cậy cho việc truyền liệu Tuy nhiên, số trường hợp, việc sử dụng ARQ không phát huy tác dụng chất lượng kênh truyền từ nút nguồn đến nút đích Thêm vào đó, đặc tính khác của ARQ việc phát lại gói tin từ nguồn sau thời gian gây thời gian trễ truyền tin
Gần đây, mơ hình chuyển tiếp sử dụng lý thuyết truyền thông hợp tác (TTHT) [7, 8] Tùy thuộc vào chất lượng của dịch vụ của ứng dụng cụ thể, việc kết hợp mơ hình chuyển tiếp TTHT tối ưu mục tiêu đặt cho hệ thống kết nối Trong mơ hình chuyển tiếp công bố, kỹ thuật giải mã chuyển tiếp DaF [8] cho phép hệ thống chọn nút chuyển tiếp có tín hiệu thu tốt hơn, việc đưa ngưỡng tín hiệu nhiễu SNR cho phép máy thu giải mã thành công Tuy nhiên, thách thức lớn cho mơ hình việc chọn nút chuyển tiếp để giảm xung đột truyền tin, phải đạt mục tiêu giảm tỷ lệ rớt gói tin thấp
Về bản, việc sử dụng kỹ thuật chuyển tiếp có tác dụng chất lượng liên kết kênh truyền từ nút nguồn đến nút đích khơng đảm bảo chất lượng, dẫn đến việc rớt gói tin nút đích việc sử dụng ARQ để truyền lại gói tin nút nguồn không hiệu quả Trong nghiên cứu [9], kỹ thuật lựa chọn nút chuyển tiếp tốt dựa phương pháp DaF đề xuất Về bản, kỹ thuật cho phép tối ưu việc sử dụng lượng mạng chọn nút chuyển tiếp có tỷ số tín hiệu nhiễu (SNR) cực đại Theo nghiên cứu này, tỷ lệ gói thấp số lượng nút mạng tăng Tuy nhiên, thuật tốn tìm nút chuyển tiếp tốt nghiên cứu xem phức tạp việc sử dụng gói tin báo hiệu để xác định nút chuyển tiếp tốt
(3)hơn mô tả giao thức CoARQ [10], giao thức đề xuất để chọn nút chuyển tiếp việc sử dụng gói RRTS/RCTS NACK Gói NACK gửi từ nút đích đề xuất trợ giúp việc chuyển tiếp, khơng nhận gói tin từ nút nguồn Gói RRTS/RCTS gói báo hiệu dùng để chọn kênh truyền từ nút chuyển tiếp đến nút đích có chất lượng liên kết tốt Bằng tiến trình tuần tự, CoARQ giảm thiểu việc rớt gói tin nút đích tăng thơng lượng mạng Tuy nhiên, nghiên cứu không rõ không giới hạn số lượng nút mạng tham gia trình chọn nút chuyển tiếp
Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả đề xuất mơ hình lai ghép, nhằm đảm bảo gói thơng tin truyền từ nguồn có tối đa hội đến điểm đích với độ trễ cho phép Đề xuất có ý nghĩa việc khơng thay đổi trạng mà cải thiện chất lượng truyền tin của hệ thống có sử dụng chuẩn IEEE 802.11
3.Tối ưu mơ hình đề xuất
3.1 Phương pháp tiếp cận
S
R
mD
R
3R
1R
nR
2Hình Biễu diễn mơ hình TTHT sử dụng DaF
Mơ hình mạng TTHT sử dụng kỹ thuật giải mã chuyển tiếp (DaF) mô tả Hình Việc truyền tin mơ hình chia thành hai giai đoạn Giai đoạn trình truyền gói tin từ nút nguồn (S) đến nút đích (D) giai đoạn hai việc chuyển tiếp gói tin từ nút chuyển tiếp (R) đến nút đích (D) Trong mơ hình này, có n nút tham gia vào q trình chuyển tiếp gói tin truyền từ nút nguồn (S) đến nút đích (D) Bằng cách sử dụng kỹ thuật giải mã chuyển tiếp DaF, có m (m < n) nút trung gian nhận giải mã thành cơng tín hiệu của gói tin Khi gói tin truyền từ nút nguồn (S) đến nút đích (D) khơng giải mã thành cơng, nút đích (D) kích hoạt gói tin NACK gửi giao thức quảng bá Các nút trung gian thỏa mãn hai điều kiện: (1) giải mã thành cơng gói tin nút nguồn (S) đến nút đích (D) giai đoạn (2) nhận gói tin NACK từ nút đích (D) tham gia vào trình cạnh tranh cho việc chuyển tiếp
Bằng cách đề xuất ngưỡng giá trị SNRth cho tín hiệu
nhận được, kỹ thuật giải mã chuyển tiếp DaF cho phép máy thu tiến hành giải mã chuyển tiếp thông tin thu tín hiệu nhận có giá trị SNRlớn SNRth Giá
trị SNRth xác định dựa vào mối quan hệ yêu
cầu chất lượng dịch vụ (QoS), tính giá trị BER tương ứng cho loại điều chế phần cứng hệ thống truyền tin SNR cho loại điều chế tương ứng Ví dụ chuẩn IEEE 802.11, thường sử dụng phương thức điều chế BPSK QPSK Nếu chọn BPSK cho hệ thống, ta có
thể xác định SNR đề xuất theo cơng thức (1):
BER = ½*erfc(S/N)½ (1)
Trong đó, BERlà tỷ số lỗi bít Dựa vào cơng thức (1), hệ thống cho trước yêu cầu chất lượng tốt (BER nhỏ) SNR lớn Trong Hình 3, nhóm tác giả mơ tả giá trị lý thuyết cho mối quan hệ Theo đó, với giá trị BER cho trước ta xác định giá trị SNR tương ứng, ta gọi SNR đề xuất (SNRth) Do yêu cầu BER của hệ
thống khác khác nên cần phải đặt yêu cầu trước thiết kế hệ thống Việc thay đổi BER thường đánh đổi với tiêu chí chi phí, độ phức tạp của hệ thống Đối với hệ thống truyền tin có độ tin cậy cao, yêu cầu giá trị BER lớn 10-5, tương ứng với
SNR đề xuất 8,8 dB cho kiểu điều chế BPSK
Phương pháp tiếp cận dựa vào quan sát tiêu chuẩn chất lượng đầm tôm nghiên cứu [3] với kích cỡ nhỏ, khoảng từ 500x500 (m2) đến 1.000x100 (m2), với diện của của nút loại cảm biến không nhiều (khoảng 10 nút), hoạt động Do đó, việc hợp tác nút việc chia sẻ tương hỗ đảm bảo mục tiêu đặt tạo tập nút (lớn một) có độ tin cậy cao tham gia vào trình chuyển tiếp thơng tin Việc khơng tạo thích ứng với điều kiện thay đổi của môi trường truyền việc nút nguồn bị che chắn, xê dịch, nút nguồn bị chìm phần mơi trường nước
Hình Quan hệ SNR BER BPSK
3.2 Mơ hình tốn học
Để thuận tiện cho việc thiết kế hệ thống, nhóm tác giả đưa mơ hình tốn học cho mơ hình Hình 2, SNR của liên kết nút nguồn nút đích ký hiệu SD, SNR của liên kết nút nguồn nút chuyển tiếp ký hiệu SRvà SNR của liên kết nút chuyển tiếp nút đích ký hiệu RD Theo nghiên cứu [8], SD
,
SRi
vàRiD
được tính sau:𝛾𝑆𝐷= 𝑃𝑆|ℎ0|2
𝑁0 ; 𝛾𝑆𝑅𝑖=
𝑃𝑆|ℎ𝑆𝑅𝑖|2
𝑁0 ; 𝛾𝑅𝑖𝐷 =
𝑃𝑅|ℎ𝑅𝑖𝐷|2
𝑁0 (2)
Trong đó, PS PRlà cơng suất phát của nút nguồn
nút chuyển tiếp, N0 là tạp âm Gauss h0, hSRi hRiDlà hệ
số tăng ích kênh truyền h0, hSiR hRiDđược tính theo công
thức sau:
|ℎ0| = 1; |ℎ𝑆𝑅𝑖| = 10− 𝑃𝐿𝑆𝑅𝑖(𝑑)
10 ; |ℎ𝑆𝑅 𝑖| = 10
−𝑃𝐿𝑅𝑖𝐷(𝑑) 10 (3) với 𝑃𝐿(𝑑) = 𝑃𝐿(𝑑0) + 10𝜇𝑙𝑜𝑔10
𝑑
(4)Trong đó, cơng thức (4) công bố nghiên cứu [11], PL(d) suy hao đường truyền vị trí cách nút nguồn với khoảng cách d0, biến ngẫu nhiên phân bố Gauss trung bình 0, với độ lệch chuẩn σ 𝜇 hệ số suy hao
3.3 Giao thức đề xuất
S R1 Rm D
BO
Hình Sơ đồ giao thức đề xuất
Để đảm bảo độ tin cậy cao cho trình chuyển tiếp thông tin cảm biến thu nhận từ nút nguồn, nhóm tác giả đề xuất tiến trình cho giao thức lai ghép DaF ARQ, mô tả Hình Trong giao thức này, nhóm tác giả sử dụng bốn pha để mơ tả tiến trình chuyển tiếp thông tin lớp thứ Dựa giao thức IEEE 802.11, nhóm tác giả bổ sung thêm số thủ tục sau:
Pha thứ nhất: nút nguồn gửi gói tin cho nút đích Giả sử hệ thống có tồn nút lân cận R(S) = (R1, R2, …, Rm) có
thể giải mã thành cơng gói tin, chúng tạo thành tập ứng viên để chuyển tiếp thông tin cho nút nguồn đến nút đích Tập biểu diễn cơng thức (5):
𝑅(𝑆) = {𝑃𝑆|ℎ𝑆𝑅𝑖|
2
𝑁0 ≥ 𝑆𝑁𝑅𝑡ℎ} (5)
Pha thứ 2: Nếu nút đích khơng nhận gói tin nút nguồn gửi nút đích giải mã khơng thành cơng gói tin từ nút nguồn, nút đích gửi gói tin quảng bá NACK để thông báo cần trợ giúp từ nút lân cận Một nút thuộc tập R(S) nhận NACK, chờ sau thời gian ngẫu nhiên t để phát gói RRTS của Thời gian đếm lùi ngẫu nhiên (BO) nhóm tác giả đề xuất chọn nghiên cứu công thức (6):
𝑡backoff = 2𝑘 − (6)
Trong cơng thức (6), việc chọn k có giá trị lớn giảm thiểu xung đột gói RRTS nút đích làm tăng thời gian trễ truyền gói tin chuyển tiếp Ngược lại, chọn k có giá trị nhỏ hạn chế vấn đề nêu Để chọn k có giá trị nhỏ đảm bảo không xảy xung đột gói RRTS, kích cỡ của gói tin RRTS nên hạn chế đến mức tối thiểu Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả giả định việc chọn giá trị k =
Để tránh xung đột gói tin nút đích, nút chuyển tiếp từ tập R(S) phải chọn Nút chọn RS phải thỏa mãn hai điều kiện sau: (1) RSR(S) (2) nút
này gửi thông tin RRTS đến nút đích sớm (nút có thời gian đếm lùi ngẫu nhiên nhỏ nhất)
Pha thứ 3: Sau nút đích nhận thơng tin u cầu gửi chuyển tiếp từ R(S), nút đích gửi RCTS để thơng báo nút đích chọn nút chuyển tiếp RS sẵn
sàng nhận gói tin chuyển tiếp từ RS RS sau nhận gói tin RCTS từ nút đích thực việc chuyển tiếp gói tin đến nút đích
Pha thứ 4: Nút đích gửi ACK cho tồn mạng để báo q trình chuyển tiếp thành cơng Nếu q trình chuyển tiếp khơng thành cơng, nút đích lặp lại việc gửi NACK sau khoảng thời gian lớn tback-off việc lặp lại
tối đa ba lần trước hủy bỏ việc nhờ trợ giúp chuyển tiếp Trong trình thực chuyển tiếp xác nhận gói tin từ nút RS nút đích, nút lân cận lại giữ im lặng kết thúc trình
4.Đánh giá phân tích kết
4.1 Cấu hình cho mơ hình đề xuất
Hình Mơ hình khảo sát (trong ns-2.35) Bảng Thơng số mô
Thông số Giá trị
Kích thước 500x500 (m2)
Số nút
Tầm truyền 200 m
BER 10-3 10-5
Tốc độ bít 54 Mbps
Gói tin (CBR) 50 byte
Giao thức truyền TCP
Thời gian mô 200 s Nhiễu (N0) -96 dBm
PS = PR 0,28 Watt
Nhóm tác giả đề xuất mơ hình khảo sát mơ hình đầm tơm loại nhỏ với kích cỡ 500x500 (m2) Số lượng thiết bị cảm biến đầm nút phân bố cho hoạt động với mạng dạng hình (thiết lập khoảng cách từ nút nguồn đến nút đích cách tối đa 150 m), nút đích nằm ở trung tâm của mơ hình khảo sát Để giả định hoạt động của nút với điều kiện môi trường tự nhiên, nơi mà vị trí nút bị xê dịch m Mơ hình khảo sát mơ tả Hình
(5)4.2 Kết mơ phân tích
Để đánh giá so sánh độ tin cậy truyền tin giao thức đề xuất với IEEE 802.11g sử dụng ARQ, hai thơng số phân tích so sánh nghiên cứu là: (1) hiệu suất truyền gói tin, dùng để đánh giá số lượng gói nhận nút đích so với tổng số gói gửi cho nút đích; (2) thời gian trung bình truyền gói tin tổng thời gian để truyền gói tin từ nút nguồn đến nút đích
• Hiệu suất truyền gói tin
Hình so sánh hiệu suất truyền gói tin của giao thức đề xuất chuẩn IEEE 802.11g có sử dụng ARQ với trường hợp BER =10-3 và BER =10-5 Kết quả cho thấy rằng, hai trường hợp khảo sát cho kết quả giao thức đề xuất có hiệu suất truyền gói tin cao chuẩn IEEE 802.11g sử dụng ARQ Đặc biệt, có yêu cầu thay đổi BER (yêu cầu chất lượng dịch vụ), chuẩn IEEE 802.11 với ARQ có hiệu suất truyền gói tin suy giảm nhanh chóng, giao thức đề xuất khơng có thay đổi đáng kể Ngun nhân của kết quả tác động của việc giới hạn tập nút tham gia chuyển tiếp dẫn đến việc giảm xung đột truyền tin nút đích Mặt khác, việc giới hạn không làm giảm khả tồn (lớn hơn) nút sẵn sàng để chuyển tiếp gói tin đến nút đích
Hình So sánh độ tin cậy truyền tin giao thức đề xuất với IEEE 802.11g sử dụng ARQ
• Thời gian trung bình truyền gói tin
Hình So sánh thời gian trung bình truyền gói tin giao thức đề xuất với IEEE 802.11g sử dụng ARQ
Kết quả khảo sát thời gian trung bình chuyển 3.903 gói tin với trường hợp BER =10-3 và BER =10-5 đượctrình diễn Hình Điểm đáng ý giao thức đề xuất có độ trễ trung bình thấp so với ch̉n IEEE 802.11g sử dụng ARQ, cả yêu cầu chất lượng của hệ thống tăng (số
nút chuyển tiếp chọn giảm) trung bình trễ của giao thức đề xuất khơng có biến động lớn Việc đạt kết quả giao thức đề xuất làm giảm tác động trễ việc chọn k với giá trị nhỏ Trong đó, chuẩn IEEE 802.11g sử dụng ARQ khơng có đảm bảo việc truyền gói thành cơng khoảng cách nút nguồn nút đích bị xê dịch 5.Kết luận
5.1 Kết luận liên quan đến kết
Sử dụng kỹ thuật chuyển tiếp thông tin cho phép hệ thống cải thiện hiệu suất truyền tin điều kiện mơi trường truyền dẫn vơ tuyến có thay đổi Kết quả mô cho thấy giao thức đề xuất khơng giảm thiểu việc gói tin mà đảm bảo trễ truyền lan từ nguồn đến đích, thỏa mãn tiêu chí truyền với thời gian thực
Vấn đề lượng mạng tranh chấp kênh truyền không đề cập nghiên cứu này, việc thay pin dự phịng cho thiết bị đầm không phức tạp mạng sử dụng cho việc quan trắc giám sát mục tiêu ở thường có lưu lượng thấp
5.2 Hướng phát triển
Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả hồn thiện mơ hình phịng thí nghiệm, việc mơ giá trị đảm bảo hệ thống có sai số khơng q lớn so với hệ thống nhóm tác giả thiết kế thực tế Việc khảo sát thực địa để lắp đặt thiết bị cấu hình hệ thống định đánh giá thành công của nghiên cứu lý thuyết mô hình
Lời cảm ơn: Kết quả nghiên cứu phần dự án Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng hỗ trợ kinh phí Trân trọng cảm ơn Học viện tài trợ cho nhóm tác giả hồn thành dự án nghiên cứu
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] S C Mukhopadhyay, and A Mason, Smart sensors for real-time
water quality monitoring, Springer, 2013
[2] P T Anh, C Kroeze, S R Bush, and A P Mol, “Water pollution
by intensive brackish shrimp farming in south-east Vietnam: Causes
and options for control”, Agricultural Water Management, Vol 97,
No 6, 2010, pp 872-882
[3] N Đình Tuấn H Phú, “Phát triển bền vững vùng nuôi tôm sú ven
biển Trà Vinh”, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Thủy lợi Mơi trường,
No 12, 2017, trang 91
[4] ATmega328P, http://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega328p
[5] WiFi Module - ESP8266 , https://www.sparkfun.com/products/13678
[6] I W Group, Part11: Wireless LAN medium access control (MAC) and
physical layer (PHY) specifications, ANSI/IEEE Std 802.11, 1999
[7] A Nosratinia, T E Hunter, and A Hedayat, “Cooperative
communication in wireless networks”, IEEE communications
Magazine, Vol 42, No 10, 2004, pp 74-80
[8] J N Laneman, D N Tse, and G W Wornell, “Cooperative diversity in
wireless networks: Efficient protocols and outage behavior”, IEEE
Transactions on Information theory, Vol 50, No 12, 2004, pp 3062-3080
[9] Q A Hikmat, B Dai, R Khaji, and B Huang, “Performance Analysis
of Best Relay Selection in Cooperative Wireless Networks”, Int J
Future Gener Commun Netw, Vol 8, 2015, pp 43-56
[10]S Nischal, and V Sharma, A cooperative ARQ scheme for
infrastructure WLANs, Conference: Wireless Communications and Networking Conference (WCNC), 2013 IEEE, pp 428-433
[11]H Meyr, M Moeneclaey, and S A Fechtel, Digital communication
receivers: synchronization, channel estimation, and signal processing, Wiley Online Library, 1998
[12]The Network Simulator